JP5551476B2 - エンジン排気ガス熱交換器ならびにこれを使用したエネルギー供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン駆動式空気調和機やコージェネレーションシステムなどで使用されるエンジンの排気ガス熱交換器に関するものである。
従来より、エンジンの排気ガスと冷却水との間の熱交換器において、排気ガス通路の周方向および排気ガス流れ方向に冷却水通路と対向した噴孔を複数設けて排気ガス全量を冷却水通路に衝突させるようにした構成が公知である（特許文献１，２参照）。
特許第４３２４２１６号公報 特許第４３２４２１９号公報
しかし、上記従来のエンジン排気ガス熱交換器は、熱交換器の排気ガス流れ方向の全域で一度に排気ガス全量を噴射する構成であるため、噴孔の数を増加して伝熱面積を大きくした場合に一つの噴孔当たりの流速が低下して所定の平均熱通過率（Ｋ値）を保つことが困難であった。
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、噴孔の数を増加して伝熱面積を大きくしながら一噴孔当たりの流速低下を防止して所定の平均熱通過率を維持できる構成を提供することを目的としている。
上記課題を解決するための本発明のエンジン排気ガス熱交換器は、エンジン排気ガスと冷却水との間の熱交換器であって、排気ガス通路の周方向および排気ガス流れ方向に冷却水通路と対向した噴孔を複数設けて排気ガス全量を冷却水通路に衝突させるエンジン排気ガス熱交換器において、流入口との対面を閉塞し、周方向および流れ方向に複数の噴孔を有する第１排気ガス通路と、噴孔と対向する冷却水通路と兼用の隔壁および次段の第１排気ガス通路の流入口あるいはエンジン排気ガス熱交換器からの流出口を兼ねる流出口を有する第２排気ガス通路とで構成される単位排気ガス通路を複数段設け、各単位排気ガス通路における複数の噴孔の総面積は、複数段全てにおいて、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、もしくは複数段の一部において、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、構成としたものである。また、上記エンジン排気ガス熱交換器において、単位排気ガス通路の内周側と外周側の両側に冷却水通路を設け、各冷却水通路に対向した噴孔を第１排気ガス通路に設けたものである。さらに、上記エンジン排気ガス熱交換器において、外周側の冷却水通路に対向した噴孔を内周側の冷却水通路に対向した噴孔よりも多く設けたものである。さらに、上記エンジン排気ガス熱交換器において、単位排気ガス通路毎に第１排気ガス通路の噴孔を有する隔壁を第２排気ガス通路の噴孔と冷却水通路との兼用隔壁によって単位排気ガス通路の軸線方向に弾性支持したものである。さらに、上記エンジン排気ガス熱交換器において、第１段目の単位排気ガス通路の第１排気ガス通路に排気ガス浄化触媒の一部または全部を収納し、前記触媒の流出面と前記第１排気ガス通路の閉塞面との間に排気ガス用温度センサを設けたものである。
また、上記課題を解決するための本発明のエネルギー供給装置は、エンジン駆動式ヒートポンプおよびコージェネレーションなどのエネルギー供給装置において、上記エンジン排気ガス熱交換器をエンジンの排気ガス経路に使用したものである。
以上述べたように、本発明によると、各単位排気ガス通路における複数の噴孔の総面積は、複数段全てにおいて、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、もしくは複数段の一部において、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、構成としたので、噴孔の数を増加して伝熱面積を大きくしながら一噴孔当たりの流速低下を防止して所定の平均熱通過率を維持できる。
（ａ）は本発明に係るエンジン排気ガス熱交換器の断面図、（ｂ）は同図（ａ）のI-I 線断面図である。 図１に示すエンジン排気ガス熱交換器を設けたエンジンの冷却水回路図である。 （ａ）は本発明に係るエンジン排気ガス熱交換器の他の実施の形態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）のII-II 線断面図である。 本発明に係るエンジン排気ガス熱交換器の接続部材を示す部分拡大断面図である。 図３（ａ）のIII-III 線断面図である。
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明に係るエンジン排気ガス熱交換器１を示し、図２は同エンジン排気ガス熱交換器１を設けたガスエンジン１１の冷却水回路図の一例を示している。
すなわち、このエンジン排気ガス熱交換器１は、熱交換器２の内筒管２１内に、第一排気ガス通路Ａと第二排気ガス通路Ｂとで構成される３段の単位排気ガス通路３ａ，３ｂ，３ｃを設けて構成している。
エンジン排気ガス熱交換器１は、図１および図２に示すように、エンジン１１からサイレンサ１２へと向かう排気が、エンジン排気ガス熱交換器１内で、前室５、エンジン排気ガス浄化触媒（以下、単に触媒という。）４および単位排気ガス通路３ａ，３ｂ，３ｃを通過するように設けられ、かつ、エンジン１１の冷却水が、エンジン排気ガス熱交換器１の熱交換器２を通過してからエンジン１１に導入するように設けられている。エンジン１１を通過した後の冷却水は、ポンプ１３によって循環するように構成されている。また、冷却水は、サーモスタット１４によって温度管理することができるようになされており、三方弁１５によって、ラジエータ１６または熱交換器１７へと流れを切り替えることができるようになされている。
熱交換器２は、内筒管２１と、外筒管２２と、その両端に設けられた内蓋２１ａ，２１ｂおよび外蓋２２ａ，２２ｂとからなり、その間隙は、冷却水が通過する冷却水通路２０となされている。
この熱交換器２は、他端部の外蓋２２ｂには、冷却水通路２０と連通する冷却水流入管２３が設けられており、一端部の外筒管２２には、冷却水通路２０と連通する冷却水流出管２４が設けられている。これにより、冷却水は、冷却水流入管２３から冷却水通路２０内へと導入され、熱交換器２の他端部側から一端部側へと流れた後、冷却水流出管２４から排水されるようになされている。
また、熱交換器２は、一端部の内筒管２１および外筒管２２を貫通して内筒管２１内に連通する排気ガス流入管２５が設けられており、他端部の内筒管２１および外筒管２２を貫通して内筒管２１内に連通する排気ガス流出管２６が設けられている。これにより、排気ガスは、排気ガス流入管２５から内筒管２１内へと導入され、この内筒管２１内に形成された前室５から、触媒４および３段の単位排気ガス通路３ａ、３ｂ、３ｃを通過した後、排気ガス流出管２６から排気されるように構成されている。
前室５は、内筒管２１内に、この内筒管２１よりも若干小径の筒状で一端が曲面を形成しながら漸次的に縮径するように形成された管材５１を、内筒管２１との間に空隙Ｓを形成するように設けて構成されている。管材５１の縮径された側の一端は、熱交換器２の一端に設けられた内蓋２１ａに固定される。排気ガス流入管２５は、この管材５１内に連通するようになされている。この管材５１の他端は、触媒４および排気ガス噴出管３１を受挿接続するための筒状の接続部材５２が設けられている。この接続部材５２は、筒状の本体５２ａ部分からさらに二段階に縮径して排気ガス噴出管接続部５２ｂ、触媒接続部部５２ｃを形成するようになされている。最大径の本体５２ａの部分は、内筒管２１と管材５１との間に介在して空隙Ｓを維持するように固定される。排気ガス噴出管接続部５２ｂは、その外側に排気ガス噴出管３１を受挿接続して内筒管２１と排気ガス噴出管３１との間に間隔ｄを形成するようになされている。触媒接続部５２ｃは、その内側に触媒４を受挿接続するようになされている。
単位排気ガス通路３ａは、上記接続部材５２の排気ガス噴出管接続部５２ｂに接続される排気ガス噴出管３１と、この排気ガス噴出管３１の下流側に設けられる接続部材３２とによって構成されている。
排気ガス噴出管３１は、内筒管２１との間に間隙ｄを形成することが可能で、かつ、触媒４を内装可能な直径および長さの円筒状に形成されている。この排気ガス噴出管３１の周壁には、長手方向および周方向に沿って等間隔で複数の噴孔３０が設けられている。また、排気ガス噴出管３１は、下流側端部が蓋体３１ａによって閉塞されている。この排気ガス噴出管３１は、内筒管２１の内周面との間で噴孔３０を邪魔しない位置に適宜に設けたリブ片３１ｂによって、内筒管２１内に固定される。また、このリブ片３１ｂは、排気ガス噴出管３１の内周面にも設けられ、この排気ガス噴出管３１に内装される触媒４を保持することができるようになされている。この触媒４を保持した状態で、触媒４と蓋体３１ａとの間には、熱交換器２の外筒管２２および内筒管２１と、この排気ガス噴出管３１とを貫通して温度計６が設けられている。触媒４は、排気ガス温度により浄化作用が有効に機能しないことがあるため温度管理をすることが望ましいが、この触媒４を通過直後の位置で温度計６によって温度測定することで、触媒４の浄化状態をある程度把握できることとなる。
接続部材３２は、筒状の本体３２ａ部分からさらに縮径して排気ガス噴出管接続部３２ｂを形成するようになされている。最大径の本体３２ａの部分は、上記排気ガス噴出管３１に隣接する下流側で、内筒管２１の内周面に固定される。排気ガス噴出管接続部３２ｂは、その外側に、次段の単位排気ガス通路３ｂを構成する排気ガス噴出管３３を受挿接続して内筒管２１と排気ガス噴出管３３との間に間隔ｄを形成するようになされている。
これにより、単位排気ガス通路３ａは、触媒を通過した排気ガスが蓋体３１ａによって行き止まり、噴孔３０から噴出するようになされた第一排気ガス通路Ａと、この噴孔３０から噴出後、排気ガス噴出管３１と内筒管２１との間隙ｄを通過し、接続部材３２の噴出管接続部３２ｂから次段の噴出管３３へと排気ガスを通過させる第二排気ガス通路Ｂとを形成することとなる。
単位排気ガス通路３ｂは、上記接続部材３２の排気ガス噴出管接続部３２ｂに接続される排気ガス噴出管３３と、この排気ガス噴出管３３の下流側に設けられる接続部材３４とによって構成されている。
排気ガス噴出管３３は、内筒管２１との間に間隙ｄを形成することが可能な円筒状に形成されている。この排気ガス噴出管３３の周壁には、長手方向および周方向に沿って等間隔で複数の噴孔３０が設けられている。また、排気ガス噴出管３３は、下流側端部が蓋体３３ａによって閉塞されている。この排気ガス噴出管３３は、内筒管２１の内周面との間で噴孔３０を邪魔しない下流側端部外周面の位置に適宜に設けたリブ片３３ｂによって、内筒管２１内に固定される。
接続部材３４は、筒状の本体３４ａ部分からさらに縮径して排気ガス噴出管接続部３４ｂを形成するようになされている。最大径の本体３４ａの部分は、上記排気ガス噴出管３３に隣接する下流側で、内筒管２１の内周面に固定される。排気ガス噴出管接続部３４ｂは、その外側に、次段の単位排気ガス通路３ｃを構成する排気ガス噴出管３５を受挿接続して内筒管２１と排気ガス噴出管３５との間に間隔ｄを形成するようになされている。
これにより、単位排気ガス通路３ｂは、接続部材３２の噴出管接続部３２ｂを通過した排気ガスが蓋体３３ａによって行き止まり、噴孔３０から噴出するようになされた第一排気ガス通路Ａと、この噴孔３０から噴出後、排気ガス噴出管３３と内筒管２１との間隙ｄを通過し、接続部材３４の噴出管接続部３４ｂから次段の噴出管３５へと排気ガスを通過させる第二排気ガス通路Ｂとを形成することとなる。
単位排気ガス通路３ｃは、上記接続部材３４の排気ガス噴出管接続部３４ｂに接続される排気ガス噴出管３５と、排気ガス流出管２６とによって構成されている。
排気ガス噴出管３５は、内筒管２１との間に間隙ｄを形成することが可能な円筒状に形成されている。この排気ガス噴出管３５の周壁には、長手方向および周方向に沿って等間隔で複数の噴孔３０が設けられている。また、排気ガス噴出管３５は、下流側端部が熱交換器２の他端側の内蓋２１ｂによって閉塞されるように、その長さが調整されている。この排気ガス噴出管３５の下流側端部は、熱交換器２の他端側の内蓋２１ｂに固定される。
これにより、単位排気ガス通路３ｃは、接続部材３４の噴出管接続部３４ｂを通過した排気ガスが内蓋２１ｂによって行き止まり、噴孔３０から噴出するようになされた第一排気ガス通路Ａと、この噴孔３０から噴出後、排気ガス噴出管３３と内筒管２１との間隙ｄを通過し、排気ガス流出管２６から排気される第二排気ガス通路Ｂとを形成することとなる。
このように構成されたエンジン排気ガス熱交換器１によると、エンジンからの排気ガスは、排気ガス流入管２５から排気ガス前室５、触媒４、単位排気ガス通路３ａ，３ｂ，３ｃを経て、排気ガス流出管２６から排気されることとなる。この際、排気ガスは、全ての噴孔３０から一挙に噴出させるのではなく、単位排気ガス通路３ａの噴孔３０から噴出させた後、回収され、次段の単位排気ガス通路３ｂの噴孔３０から噴出させた後、再度回収され、次段の単位排気ガス通路３ｃの噴孔３０から噴出させるといった構成としているため、噴孔３０から熱交換器２の内筒管２１に向けて噴出される排気ガスの噴射速度は、各単位排気ガス通路３ａ，３ｂ，３ｃで低下させることなく一定に保つことができる。したがって、噴孔３０当たりの流速の低下を防止して所定の平均熱通過率（Ｋ値）を維持することが可能となる。
なお、上記平均熱通過率（Ｋ値）は噴孔３０から熱交換器２の内筒管２１に向けて噴出される排気ガスの噴射速度（噴孔通過流速）に対して依存性があり、流速を上昇すると平均熱通過率が上昇する特性を有する。
さらに、上記エンジン排気ガス熱交換器全体の熱交換量をさらに上昇する手段として、エンジン排気ガス温度が高い上段での噴孔３０の数を減らす、または噴孔３０の径を小さくし流速を上昇させるようにしても良い。これによって、エンジン排気ガス温度と冷却水温度の温度差の高い部分で平均熱通過率（Ｋ値）を上昇することが可能となり、エンジン排気ガス温度と冷却水温度の温度差の低い下段で平均熱通過率（Ｋ値）を上昇するよりも大きな熱交換量を得ることが可能となる。
また、一段目の単位排気ガス通路３ａの噴孔３０を通過する排気ガスは、熱交換された後、二段目の単位排気ガス通路３ｂの噴孔３０から噴出され、ここでさらに熱交換された後、三段目の単位排気ガス通路３ｃの噴孔３０から噴出されることとなる。そのため、排気ガスは、噴孔３０から噴出される際の流速の低下を防止しても、下段に向かうにしたがって、温度が低下していくこととなる。これが原因で排気ガス密度が上昇し流速の低下が発生することにより所定の平均熱通過率（Ｋ値）を維持することが困難になるような場合、下段に向かうにしたがって、噴孔３０の数を減らす、または噴孔３０の径を小さくし、流速を上昇させるようにしても良い。これによって、噴孔３０からの所定の平均熱通過率（Ｋ値）を維持することが可能となる。このように、各単位排気ガス通路における複数の噴孔の総面積（噴孔３０の噴孔数×１噴孔当たりの面積）は、エンジン排気ガス熱交換器の要求される熱交換性能により各複数段全て、もしくは一部異なるように設けることで最適な熱交換性能を得ることが可能となる。
また、本実施の形態に係るエンジン排気ガス熱交換器１は、冷却水が通過する内筒管２１と、排気ガスが噴出される排気ガス噴出管３１，３３，３５とでは、大きな温度差を生じる。この場合、内筒管２１は冷却水で冷やされて収縮する方向に作用し、排気ガス噴出管３１，３３，３５は排気ガスで加熱されて膨張する方向に作用することとなるため、内筒管２１に対して排気ガス噴出管３１，３３，３５の長さが長くなる。この際、例えば図４に示すように、接続部材３２の本体３２ａと排気ガス噴出管接続部３２ｂとの間の縮径部分３２ｃを弾性変形可能な素材で構成しておけば、このような熱膨張による排気ガス噴出管３３の熱膨張による長さの変化に対応することができることとなる。接続部材３４についても同様に構成することで排気ガス噴出管３５の熱膨張による長さの変化に対応することができることとなる。
図３は、他の実施の形態に係る本発明のエンジン排気ガス熱交換器１ａを示している。図３において、図１および図２と同部材には同符号を付して説明を省略する。
このエンジン排気ガス熱交換器１ａは、二段目の単位排気ガス通路３ｂおよび三段目の単位排気ガス通路３ｃの内側に冷却水が入り込むように構成されており、これら二段目の単位排気ガス通路３ｂおよび三段目の単位排気ガス通路３ｃでは、この内側に入り込んだ冷却水との間でも熱交換を行うように構成されている。
エンジン排気ガス熱交換器１ａは、一段目の単位排気ガス通路３ａを構成する接続部材３２の本体３２ａ部分の位置に、一段目の単位排気ガス通路３ａと二段目の単位排気ガス通路３ｂとの間を遮蔽する遮蔽板３６が設けられている。
冷却水流入管２３は、この遮蔽板３６の位置まで入り込むように、熱交換器２の他端部の内蓋２１ｂおよび外蓋２２ｂを貫通して延設されており、延設先端部には開口部２３ａが設けられている。この冷却水流入管２３の外側にはコア管２７が設けられている。このコア管２７は、熱交換器２の他端部の内蓋２１ｂと遮蔽板３６との間に設けられ、内蓋２１ｂ内部の冷却水通路２０と連通するようになされている。これにより、冷却水は、冷却水流入管２３の開口部２３ａが設けられた二段目の単位排気ガス通路３ｂの位置まで導入された後、コア管２７に流れ出し、熱交換器２の他端部の位置まで流れた後、冷却水通路２０へと流れて行き、冷却水流出管２４から排水される。
遮蔽板３６は、所定の曲率半径の位置に、複数の排気ガス通過口３６ａが環状に設けられている。遮蔽板３６の下流側、すなわち、二段目の単位排気ガス通路３ｂ側の面には、排気ガス噴出内管３７ａと排気ガス噴出外管３７ｂとの二重管構造となった排気ガス噴出管３７が設けられ、遮蔽板３６の排気ガス通過口３６ａからの排気ガスは、排気ガス噴出内管３７ａと排気ガス噴出外管３７ｂとの間に導入される。
この排気ガス噴出管３７は、排気ガス噴出内管３７ａおよび排気ガス噴出外管３７ｂの下流側端部に環状の蓋体３７ｃが設けられて閉塞されている。排気ガス噴出管３７は、排気ガス噴出内管３７ａおよび排気ガス噴出外管３７ｂの周壁に、長手方向および周方向に沿って等間隔で複数の噴孔３０が設けられている。図５に示すように、排気ガス噴出内管３７ａは、周方向に９０度のピッチで噴孔３０が設けられており、排気ガス噴出外管３７ｂは、周方向に４５度のピッチで噴孔３０が設けられている。すなわち、排気ガス噴出外管３７ｂに設けられた噴孔３０が、この排気ガス噴出外管３７ｂよりも径の大きい内筒管２１の内周面に向けて排気ガスを噴射するのに対し、排気ガス噴出内管３７ａに設けられた噴孔３０は、この排気ガス噴出内管３７ａよりも径の小さいコア管２７に向けて排気ガスを噴射するため、上記したように排気ガス噴出外管３７ｂと排気ガス噴出内管３７ａとで噴孔３０のピッチを変えて排気ガス噴出外管３７ｂに設けられた噴孔３０の数を排気ガス噴出内管３７ａに設けられた噴孔３０の数よりも多くすることによって、一つの噴孔３０当たりの単位伝熱面積を均等にすることができることとなる。なお、このピッチは特に９０度や４５度に限定されるものではなく、排気ガス噴出外管３７ｂから噴出される内筒管２１の内周面の大きさや排気ガス噴出内管３７ａから噴出されるコア管２７の外周面の大きさに応じて適宜決定される。
接続部材３４の位置に相当するコア管２７の位置には、コア接続部材３８が設けられる。このコア接続部材３８は、コア管２７の外周面に固定可能な筒状の本体３８ａ部分からさらに拡径して内管接続部３８ｂを形成するようになされている。接続部材３４の排気ガス噴出管接続部３４ｂは、その外側に、次段の単位排気ガス通路３ｃを構成する排気ガス噴出外管３９ｂを受挿接続するようになされている。また、コア接続部材３８の内管接続部３８ｂは、その内側に、次段の単位排気ガス通路３ｃを構成する排気ガス噴出内管３９ａを受挿接続するようになされている。
これにより、二段目の単位排気ガス通路３ｂは、遮蔽板３６の排気ガス通過口３６ａを通過した排気ガスが蓋体３７ｃによって行き止まり、排気ガス噴出内管３７ａおよび排気ガス噴出外管３７ｂのそれぞれの噴孔３０から噴出するようになされた第一排気ガス通路Ａと、この噴孔３０から噴出後、排気ガス噴出外管３７ｂと内筒管２１との間隙ｄおよび排気ガス噴出内管３７ａとコア管２７との間隙ｄを通過し、接続部材３４の噴出管接続部３４ｂとコア管接続部材３８の内管接続部３８ｂとの間から次段の排気ガス噴出管３９へと排気ガスを通過させる第二排気ガス通路Ｂとを形成することとなる。
単位排気ガス通路３ｃは、上記接続部材３４の排気ガス噴出管接続部３４ｂおよびコア管接続部材３８の内管接続部３８ｂに接続される排気ガス噴出管３９と、排気ガス流出管２６とによって構成されている。
排気ガス噴出管３９は、上記排気ガス噴出管３７と同様に、排気ガス噴出内管３９ａと排気ガス噴出外管３９ｂとの二重管構造となされ、それぞれに設けられた噴孔３０から内筒管２１およびコア管２７に向けて排気ガスを噴出することができるようになされている。排気ガス噴出内管３９ａの噴孔３０は、周方向に９０度のピッチで設けられており、排気ガス噴出外管３９ｂの噴孔３０は、周方向に４５度のピッチで設けられている。排気ガス噴出内管３９ａの下流端部は拡径されて排気ガス噴出外管３９ｂに当接固定するようになされている。排気ガス噴出外管３９ｂの下流端部は、熱交換器２の他端側の内蓋２１ｂに当接した状態で固定するようになされている。また、この排気ガス噴出外管３９ｂの下流端部近傍には、排気ガス噴出内管３９ａから噴出された排気ガスを通過させる通過口３９ｃが設けられている。
これにより、三段目の単位排気ガス通路３ｃは、接続部材３４の排気ガス噴出管接続部３４ｂとコア管接続部材３８の内管接続部３８ｂとの間隙から排気ガス噴出内管３９ａと排気ガス噴出外管３９ｂとの間を通過する排気ガスが下流端部で行き止まり、排気ガス噴出内管３９ａおよび排気ガス噴出外管３９ｂのそれぞれの噴孔３０から噴出するようになされた第一排気ガス通路Ａと、この噴孔３０から噴出後、排気ガス噴出外管３９ｂと内筒管２１との間隙ｄおよび排気ガス噴出内管３９ａとコア管２７との間隙ｄを通過し、排気ガス流出管２６から排気される第二排気ガス通路Ｂとを形成することとなる。
このように構成されたエンジン排気ガス熱交換器１ａによると、排気ガス噴出内管３７ａ、３９ａから排気ガスを噴出させて、コア管２７の外周面からも熱交換することができる為、排気ガス熱交換器１の全長および全体の直径を増加させることなく伝熱面積を大きく確保できる。
なお、本実施の形態において、エンジン排気ガス熱交換器１は、３つの単位排気ガス通路３ａ，３ｂ，３ｃを設けて構成されているが、複数であれば、特に３つに限定されるものではなく、２つまたは４つ以上であってもよい。
本発明は、空調装置やコージェネレーションシステムで使用される各種エンジンの排気ガス熱交換器として利用できる。
１ エンジン排気ガス熱交換器
１１ エンジン
Ａ 第１排気ガス通路
Ｂ 第２排気ガス通路
２ 熱交換器
２０ 冷却水通路
２１ 内管
２２ 外管
２６ 排気ガス流出口
２７ コア管（冷却水通路）
３ａ，３ｂ，３ｃ 単位排気ガス通路
３０ 噴孔
３１，３３，３５，３７，３９ 排気ガス噴出管
３２，３４，３８ 接続部材
３７ａ，３９ａ 排気ガス噴出内管
３７ｂ，３９ｂ 排気ガス噴出外管
４ エンジン排気ガス浄化触媒

Claims (6)

  1. エンジン排気ガスと冷却水との間の熱交換器であって、排気ガス通路の周方向および排気ガス流れ方向に冷却水通路と対向した噴孔を複数設けて排気ガス全量を冷却水通路に衝突させるエンジン排気ガス熱交換器において、
    流入口との対面を閉塞し、周方向および流れ方向に複数の噴孔を有する第１排気ガス通路と、噴孔と対向する冷却水通路と兼用の隔壁および次段の第１排気ガス通路の流入口あるいはエンジン排気ガス熱交換器からの流出口を兼ねる流出口を有する第２排気ガス通路とで構成される単位排気ガス通路を複数段設け、
    各単位排気ガス通路における複数の噴孔の総面積は、
    複数段全てにおいて、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、
    もしくは複数段の一部において、下段に向かうにしたがって、噴孔の数を減らす、または噴孔の径を小さくすることで減少する、
    構成としたことを特徴とするエンジン排気ガス熱交換器。
  2. 請求項１記載のエンジン排気ガス熱交換器において、単位排気ガス通路の内周側と外周側の両側に冷却水通路を設け、各冷却水通路に対向した噴孔を第１排気ガス通路に設けたことを特徴とするエンジン排気ガス熱交換器。
  3. 請求項２記載のエンジン排気ガス熱交換器において、外周側の冷却水通路に対向した噴孔を内周側の冷却水通路に対向した噴孔よりも多く設けたことを特徴とするエンジン排気ガス熱交換器。
  4. 請求項１記載のエンジン排気ガス熱交換器において、単位排気ガス通路毎に第１排気ガス通路の噴孔を有する隔壁を第２排気ガス通路の噴孔と冷却水通路との兼用隔壁によって単位排気ガス通路の軸線方向に弾性支持したことを特徴とするエンジン排気ガス熱交換器。
  5. 請求項１記載のエンジン排気ガス熱交換器において、第１段目の単位排気ガス通路の第１排気ガス通路に排気ガス浄化触媒の一部または全部を収納し、前記触媒の流出面と前記第１排気ガス通路の閉塞面との間に排気ガス用温度センサを設けたことを特徴とするエンジン排気ガス熱交換器。
  6. エンジン駆動式ヒートポンプおよびコージェネレーションなどのエネルギー供給装置において、請求項１ないし５の何れか一記載のエンジン排気ガス熱交換器をエンジンの排気ガス経路に使用したことを特徴とするエネルギー供給装置。
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